JP2014525870A

JP2014525870A - 自動車の液体容器、特に燃料容器

Info

Publication number: JP2014525870A
Application number: JP2014521987A
Authority: JP
Inventors: イブラヒムコウカン
Original assignee: コーテックステクストロンジーエムビーエイチアンドシーオーケージー
Priority date: 2011-07-25
Filing date: 2012-07-25
Publication date: 2014-10-02
Also published as: RU2014106855A; EP2736751B1; RU2581789C2; EP2736751A1; CN103732434B; DE102011108333B4; CN103732434A; US20140231424A1; WO2013013818A1; DE102011108333A1; US9061581B2

Abstract

【解決手段】本発明は、自動車の液体容器、特に燃料容器に関し、少なくとも1つの給液管と、運転用および給液用の通気手段を有しており、前記液体容器の均圧空間に接続される少なくとも一つの運転用通気ラインと、前記均圧空間に開口している給液用通気口とを有する液体容器に関する。本発明に係る容器は、前記運転用通気ラインは、サイフォンを形成するように前記容器容量部外側の前記給液管に接続され、前記運転用通気ラインと前記給液管の接続は、各給液操作中に液体が前記サイフォンで捕捉され前記運転用通気ラインを閉じるように配置されることを特徴としている。
【選択図】図１

Description

本発明は、自動車の液体容器、特に燃料容器に関し、少なくとも1つの給液管と、運転用および給液用の通気手段を有しており、前記液体容器の均圧空間に接続される少なくとも一つの運転用通気ラインと、前記均圧空間に開口している給液用通気口とを有する液体容器に関する。

また、特に、燃料容器や液体排気ガス添加物用の液体容器等の自動車用熱可塑性液体容器に関する発明である。

このタイプの液体容器は通常、少なくとも一つの給液用通気弁と、設置位置において容器壁上部に挿入される液体容器の均圧空間と連通した複数の運転用通気弁を有する。燃料や尿素水溶液等といった液体の温度誘導による容積変化を補う必要があるため、上記液体容器の均圧空間を満たすことは不可能なはずである。補填用の容積部は、通常、液体容器の設置位置の上方に位置する。容器の配置によっては、容器壁上部内に、一つ又は複数の通気弁が一つ又は複数の通気点上部設置位置において接続されており、通気弁は通気ラインを介してフィルタ、特に燃料蒸気フィルタに至る。自動車運転中、理論上は、通気弁が圧力のかかっていない状態で開放されることを用いて、運転中に加わる力や温度変動によって液面より上に蓄積されるガス容積は、活性炭フィルタで構成されている燃料蒸気フィルタを介して大気中に排出される。本出願の文脈において、均圧空間とは液体容器内の最大可能給液レベル又は液面より上に位置する空間部であることを理解されたい。

しかし、自動車の給液操作中に液体が流入することで押し退けられるガス体積流量は、自動車運転用に蓄積するガス体積流量よりも大幅に多い。当該ガス体積流量は通常、給液用通気弁を介して液体容器から排出される。欧州市場向け自動車用に設置される液体容器の場合、給液時に容器内から押し退けられるガス体積流量の少なくともその相当量が、給液用通気ライン及び液体容器の給液管を介して放出され、さらに押し退けられるガス体積流量用の抽出手段がノズルに設置されている。

米国市場向け自動車用に設置される液体容器の場合、給液時に蓄積する全てのガス体積流量は、燃料蒸気フィルタを介して浄化する方法で大気中に排出することが義務付けられている。標準的には、フロートが備わった弁を給液用通気弁として設置しており、弁は、給液時に上昇する液面が給液用通気弁内のフロートを持ち上げることが可能な範囲に及び、その結果、給液用通気口が閉口する。もし給液操作が続く場合、液体容器内の均圧空間はもはや通気できなくなるため、液体容器内の圧力が上昇し、給液管の液柱が上昇する結果となる。もし、給液管内の液柱が、ノズルの空気調節孔を閉じる程度まで上昇した場合は、ノズルのスイッチがオフになり給液操作が終結される。

液体容器内の均圧空間が残りの通気点／運転用通気点を介して通気することができず、その結果として均圧空間が満たされた時にのみ、給液用通気弁とノズルの切替弁の機能は確保される。このため、液体容器に圧力保持機能を有する運転用通気弁を備え付けることは義務付けられており、その結果、システムでの過剰給液はどんな場合でも不可能となる。

給液用通気弁の圧力保持機能は、例えば、バネが設置された弁本体によってもたらされる。自動車の作動状態（給油もしくは運転操作）に応じて、給液用通気弁を切り替えることも知られている。このタイプの切り替えは、例えば、ノズルにより作動される切替弁を介してもたらされる。

圧力保持機能を実現するために必要とされる閉じ力は比較的小さい。というのは特に、様々な理由により周囲大気圧に対して高差圧になることは原理上望ましくないからである。その為、既存システムの場合は、最初にノズルの切り替えがオフになった後、例えば均圧空間に行き渡っているわずかな正圧が分散され、この結果、再度切り替えがオフになるまで更に少量の給液が可能になる。構造的に生じてしまう均圧空間へのこのような給液は、使用者のシステムへの知識不足が原因でしばしば発生するが、いずれも望ましくない。

最後に、既存のシステムの場合、圧力保持機能の実現はかなり複雑である。

従って本発明は、前述したタイプの液体容器をこの点において改善することを主目的にしたものである。

この目的を達成するための自動車用液体容器は、少なくとも1つの給液管と運転用および給液用の通気手段を有し、前記液体容器の均圧空間に接続される少なくとも一つの運転用通気ラインと前記均圧空間に開口している給液用通気口が設けられている。さらに、当該液体容器の特徴は、運転用通気ラインがサイフォンを形成するように容器外部の給液管に接続され、また、運転用通気ラインの給液管との接続は、各給液用に液体がサイフォン内に収集され運転用通気ラインが閉塞する様態で配置される事にある。

運転用通気ラインは、好ましくは、給液管に押し込まれるノズルの出口側端部より下に位置する領域に接続される。給液管は、運転用通気ラインに液体の一部が流れこむように、また運転用通気ラインによって形成されるサイフォン内で液体が蓄積されるように、便宜上この領域に構成される。もし自動車給液操作中に容器内にある液体により給液用通気弁が閉塞されると、運転用通気ラインを介する容器の通気は、サイフォン内に液柱がない場合のみ行われる。結果として圧力保持機能は非常に簡単な手段により確保されることとなり、本発明では弁や可動部を全く使わずに解決される。給液用通気ライン及びそれにより形成されるサイフォン内を空にすることは、自動車の運転中、給液管内の液柱の下降時に自動的に行われる。この結果、自動車の運転中は、関連する給液用通気ラインは圧力のかかっていない状態で燃料蒸気フィルタなどのフィルタに開放される。このように、所望の液体容器の無圧操作は非常に簡単な方法で実現可能である。運転用の通気と給液用の切り替えオフを備えるシステムの機能信頼性は、給液管の断面積に比例した運転用通気ラインの断面積を適切に選択することにより達成される。

別個の通気路、つまり別個の通気ラインは、第一に運転用通気用として、第二に給液用通気用としてそれぞれの場合に適宜設置される。

原則的には、少なくとも一つの運転用通気ラインが、圧力保持機能のない弁を介して液体容器の均圧空間に接続されてもよい。このタイプの弁は、横転した場合に液体容器を確実に閉塞する例えばフロートタイプといった簡単な弁（ロールオーバー弁）でよい。

複数の運転用通気弁は、同じように給液管に開口している単一の運転用通気収集ラインにサイフォンが形成される様態で、接続させることができる。最も簡単な場合においては、すべての給液用通気弁を弁本体のないニップルとして構成してもよい。この場合、車両横転時の安全手段は運転用通気収集ライン内の対応する弁によって確保される。ロールオーバー弁形式におけるこのタイプの横転時安全手段は、例えば、燃料蒸気フィルタの上流側に接続される切替弁を用いることで実現可能となる。このタイプの切替弁もまた給液用通気ラインに接続してもよい。液体容器内に配置されている給液用通気弁の代わりに、液体容器の圧力上昇を生じさせる、例えば給液操作中に上昇する液面によって閉塞するような、単なる浸漬管もしくはニップルなどを設置することもできる。

本発明に係る液体容器の一つの変形例によれば、少なくとも一つの運転用通気ラインが、通気用ニップルとして構成される開放ラインの末端で均圧空間に接続される。

本発明に係る液体容器の更なる変形例によれば、複数の通気ラインが液体容器の均圧空間に液体容器の異なる点において接続され、通気ラインはどの場合もサイフォンを形成するように給液管に開口している。

給液管は、例えば液滴分離器及び／又はバブルコンテナのうち少なくとも一つを介する燃料蒸気フィルタなどのフィルタに接続してもよい。代替として、前述のように、給液管は少なくともひとつの切替弁を介してフィルタに接続されてもよい。

液体容器は便宜上燃料容器として構成される。代替として、液体容器は例えば液体排ガス添加物用の貯蔵容器とすることもできる。このタイプの液体排ガス添加物は、例えば、SCR（選択的接触還元用触媒)の工程においては排ガスシステムへ注入される尿素水溶液である。

続く文章では、図に示された２つの典型的な実施形態を用いて本発明を説明する。

本発明の第一の典型的な実施形態による燃料容器を非常に簡素化した図である。本発明の第二の典型的な実施形態による燃料容器の図である。

図１に示されている燃料容器１は自動車用の熱可塑性物質を用いた燃料容器として構成される。図では、非常に簡素化された外形／外観で示される。本発明では、燃料容器1は、互いに接続している燃料用の複数の容積部を持つ比較的複雑な外形／設計を持ちえると理解されたい。各燃料容積部は、自動車の配置位置において異なった高さに配置することもできる。各燃料容積部は少なくとも一つの運転用通気接続部２を具備する。

図に示されるような比較的単純に設計された燃料容器１においても、例えば自動車の傾斜状態／左右傾斜の場合に運転用の通気を確保するために、状況によっては図に示される複数の運転用通気接続部２が必要となる。また、燃料容器１は給液用通気接続部３及び給液管４を有している。給液管４は、ノズル５ガイド用に例えば給液用漏斗を有する給液ヘッドを用いた、いわゆる無鉛フラップや場合によっては接地手段といった通常の方法で設置される。圧力サージが起きた場合に燃料容器１から燃料のリジェクションサージを防止する例えば逆止フラップ弁６を介して、燃料容器１に開口している側の給液管4の末端が閉塞されてもよい。

図１に示されている燃料容器１の変形例として、運転用通気接続部2は燃料容器の外に位置する運転用通気ライン７に接続されるニップルとして構成される。図は２つの運転用通気接続部が示されており、どちらも運転用通気ライン7に接続している。各運転用通気ライン７はどれもサイフォン8を形成するように互いに平行に位置しており、また、運転用通気ライン7は、給液部4の燃料容器１から見て外方側で末端部に近い上部領域に接続される。運転用通気ライン7と給液部4の接続は給液管に押し込まれるノズルの出口側端部より下に位置する領域に位置され、給液用に燃料の流れの一部が運転用通気ライン7を通すような様態で接続される。このため、この領域には給液管4の対応する断面構成が必要とされ得る。例えば、給液用通気ライン7との接続領域において給液管4はその断面に配置される遮蔽物、漏斗型の狭窄部、もしくは阻流板などを有してもよく、その結果、サイフォン8に液体燃料が蓄積され関連する運転用通気ライン7が閉塞できる様態で、運転用通気ライン7への液体燃料の流入が確保される。

給液管４の断面積は運転用通気ライン7の断面積の倍数である。断面積の条件は、給液用通気のスイッチオフが有効になるように、またこれに続く運転用通気ライン7の排出が確保されるように定められる。

図１に示されている燃料容器1の変形例として給液用通気接続部3も、給液管4の給液ヘッド上にある切替弁10に給液用通気ライン9を介して接続される簡単なニップルの形で構成されている。燃料蒸気フィルタ11は切替弁10の下流に接続される。

給液操作はノズル5の給液管４への挿入により開始され、その結果燃料容器１の燃料液面が上昇する。ここで燃料液面より上に存在するガス体積は燃料容器１の外に押し退けられる。給液操作時の初めは、液体燃料は各運転用通気ライン７のサイフォン8内に集められ、結果、運転用通気ライン７は押し退けられたガス体積流量に対しては閉塞される。ガス体積流量は給液用通気ライン9及び切替弁10を介して燃料蒸気フィルタ11に流される。ここでは、ガス体積流量の全てが燃料蒸気システムを介して送られる必要はなく、一部は給液管4を経由して再循環し、及び／又はノズル5で抽出される。燃料容器1の液面は、ニップル及び／又は給液用通気接続部3を湿潤／閉塞させるまで上昇する。給液用通気接続部3は運転用通気接続部2より下の高さに設けられる。引き続き給液される間、給液用通気ライン9を閉じることで、燃料容器の圧力は上昇し、その結果給液管4内の液柱はノズル5に達するまで上昇し、ノズル5の切替がオフになる。ノズル5を給液管4の開口領域から取り外した後は、給液管4は閉じカバーによって閉塞される。ここで、ノズル5は切替弁10を作動させる。前述した場合では、切替弁は開かれ、その結果給液用通気路は閉塞される。運転用通気ライン7は給液管4および切替弁10を介して燃料蒸気フィルタ11と連通する。給液管4は、給液用通気操作中は燃料粒子（液体キャリーオーバー）用の液体捕集を兼ねている。

給液操作の終了直後、液体燃料は運転用通気ライン７のサイフォン8内に依然として存在する。内燃機関の操作の結果として燃料容器１内から燃料が移動されると、給液管4内の液面が下降する。給液管4内の液面が下降することによって、運転用通気ライン7のサイフォン8内に蓄積されたその液体燃料は、運転用通気ライン7から同程度まで引き出される。この結果、最終的には、運転用通気接続部2から運転用通気ライン7を介し給液管4を通り燃料蒸気フィルタ11につながる通路は、自動車の運転中、圧力のかかっていない状態で開放される。また、横転時に備え、切替弁10は、燃料蒸気フィルタ11への通路を遮断し横転時用機能／横転時安全性手段を確実にするフロートを有している。

図2に示されている燃料容器1の変形例は、給液用通気接続部3がフロートとして構成される弁を有する給液用通気弁12を構成している点において図1に示されている燃料容器の変形例と相違する。また、切替機能のない単なるバブルコンテナ１３が給液ヘッド上、つまり給液管4の給液側端部にロールオーバー弁が設置されている。その他の点において図２に示される燃料容器における通気システムの操作方法は、図1に示される燃料容器における通気システムの操作方法に対応している。

1 燃料容器
2 運転用通気接続部
3 給液用通気接続部
4 給液管
5 ノズル
6 逆止フラップ弁
7 運転用通気ライン
8 サイフォン
9 給液用通気ライン
10 切替弁
11 燃料蒸気フィルタ
12 給液用通気弁
13 バブルコンテナ

最後に、既存のシステムの場合、圧力保持機能の実現はかなり複雑である。
請求項1の前提部に係る燃料容器の形態をとった液体容器は、例えば欧州特許公開EP 0 206 874 A1およびEP 0 206 874 A1から既知である。これらの特許公開においては、膨張性と通気システムを有し、給液パイプが収納される膨張室によって外部まで延設される主要充填容積部を具備する自動車用合成材料製燃料タンクが開示されている。当該燃料タンクでは、ガス排気ラインは膨張室とサイフォンを内包し、給液パイプの上部にタブ付される。ラインは、流体逆止弁を有した回路を形成し、インレットパイプの上部でもう一つの膨張室にさらに結合されている。この燃料タンクの通気システムでは、燃料タンクの主要な包囲空間を燃料で完全に満たすこともできるように設計されており、膨張容積部は給液ネックを囲む個別の膨張容器とされている、この教示は、燃料タンクの膨張容積部が通常は燃料タンクの主要充填容積部内に設置されている従来型燃料タンクの設計と同様、完全に異なる設計概念に従っている。この設計は、少なくとも理論上、傾斜姿勢ではシステムでの通気が燃料の充填レベルによっては不可能になるかもしれないという欠点を有している。他の通気システムを有する燃料タンクは、例えばドイツ特許DE195 24 254 C1において開示されている。この参考文献では、一方の末端が燃料タンクに接続し他方の末端は給液口であるプラスチック製のフィラーネックを有する燃料タンク内に、タンクから給液口まで伸びている通気パイプと、吸収装置室とタンクを連通させる導管および室開口部を有する吸収装置室が、単一ブロー成形工程でフィラーネックと一体的に成形されており、活性炭の袋で満たされた後、吸収装置室が、再生弁を有している室開口部を覆う蓋によって閉塞される燃料タンクが開示されている。同様の通気システムを有する燃料タンクは例えばフランス特許2 692 207 A1、2 728 200 A、及び英国特許2 188 913 Aにおいて開示されている。

従って本発明の主目的は、簡便性が改善され、給液レベルが遮断可能な手段を含んだ請求項1の前提部に係る液体容器を提供することである。これらと他の目的は請求項１の特徴によって達成される。有利な実施形態は従属項から導き出される場合もある。

運転用通気ラインは、給液管に押し込まれるノズルの出口側端部より下に位置する領域に接続される。給液管は、運転用通気ラインに液体の一部が流れこむように、また運転用通気ラインによって形成されるサイフォン内で液体が蓄積されるように、便宜上この領域に構成される。もし自動車給液操作中に容器内にある液体により給液用通気弁が閉塞されると、運転用通気ラインを介する容器の通気は、サイフォン内に液柱がない場合のみ行われる。結果として圧力保持機能は非常に簡単な手段により確保されることとなり、本発明では弁や可動部を全く使わずに解決される。給液用通気ライン及びそれにより形成されるサイフォン内を空にすることは、自動車の運転中、給液管内の液柱の下降時に自動的に行われる。この結果、自動車の運転中は、関連する給液用通気ラインは圧力のかかっていない状態で燃料蒸気フィルタなどのフィルタに開放される。このように、所望の液体容器の無圧操作は非常に簡単な方法で実現可能である。運転用の通気と給液用の切り替えオフを備えるシステムの機能信頼性は、給液管の断面積に比例した運転用通気ラインの断面積を適切に選択することにより達成される。

Claims

少なくとも1つの給液管と、運転用および給液用の通気手段を有する自動車の液体容器、特に燃料容器であって、
前記液体容器の均圧空間に接続される少なくとも一つの運転用通気ラインと、前記均圧空間に開口している少なくとも一つの給液用通気口とを有し、
前記運転用通気口は、サイフォンを形成するように前記容器容量部外側の前記給液管に接続され、前記運転用通気ラインと前記給液管の接続は、各給液操作中に液体が前記サイフォンで捕捉され前記運転用通気ラインを閉じるように配置されることを特徴とする液体容器。
別個の通気路は第一に運転用通気用として、第二に給液用通気用として設けられることを特徴とする請求項1に記載の液体容器。
少なくとも一つの運転用通気ラインが、圧力保持機能のないバルブを介して前記液体容器の前記均圧空間に接続されることを特徴とする請求項１または２に記載の液体容器。
少なくとも一つの運転用通気ラインが、弁を中間に接続せずに、前記均圧空間への通気用ニップルとして構成されるライン開口端に接続されることを特徴とする請求項１〜３のいずれか1項に記載の液体容器。
複数の前記運転用通気ラインは、前記液体容器の前記均圧空間に異なる点で接続され、また、複数の前記運転用通気ラインはいずれもサイフォンを形成するように前記給液管に接続されることを特徴とする請求項１〜４のいずれか1項に記載の液体容器。
前記給液管は、液滴分離器及び／又はバブルコンテナのうち少なくとも一つを介して燃料蒸気フィルタに接続されることを特徴とする請求項１〜５のいずれか1項に記載の液体容器。
前記給液管は、少なくとも一つの切替弁を介して燃料蒸気フィルタに接続されることを特徴とする請求項１〜６のいずれか1項に記載の液体容器。
前記液体容器は燃料容器として構成されることを特徴とする請求項１〜７のいずれか1項に記載の液体容器。
前記液体容器は液体排気ガス添加物のための貯蔵容器として構成されることを特徴とする請求項１〜７のいずれか1項に記載の液体容器。